黄土岭战斗是抗战时期共产党领导的武装力量取得的重要军事胜利，八路军挫败了日军进攻，奠定了晋察冀地区反“扫荡”胜利的基础，也荡涤了日寇侵华以来国民党军内部的悲观失败情绪，极大地鼓舞了全国人民的抗日决心。
统一思想，确立游击战争的战略方针。1937年太原失守后，毛泽东认为，在华北以国民党为主体的正规战争已经结束，以共产党为主体的游击战争将提高到主要地位。针对我军内部的不同看法，毛泽东做了大量的解释说服工作，1938年5月，还专门写了《抗日游击战争的战略问题》以统一认识。为了在山西全境实行战略展开，11月13日，毛泽东致电中央北方局和八路军总部，明确当前的主要任务是，坚持华北游击战争，同日寇争夺山西全省的大多数乡村，并使之成为游击战的根据地。只有建好敌后根据地，才能深入而持久地支持游击战，使之成为战争胜利的战略后方与稳定依托。
根据指示，八路军总部调整部署，命令各主力部队挺进敌后，在山西四边创建山区抗日根据地。聂荣臻率第115师一部创建了以五台山为中心的晋察冀根据地，第115师代师长陈光、政委罗荣桓以师主力开辟以吕梁山为依托的晋西南根据地，贺龙、关向应以第120师创建以管涔山为中心的晋西北根据地，刘伯承、邓小平指挥第129师创建以太行、太岳山脉为依托的晋冀豫边根据地。至1938年4月，八路军深入敌后与日军展开400多次大小战斗，歼敌两万多人，有力地配合了国民党正面战场作战。八路军建立敌后根据地，以机动力量打击敌方的军事据点和交通线，严重地扰乱日军的军事部署，打破日军速战速决的幻想，迫使日军派重兵进入华北，展开针对我军根据地的“扫荡”。
审时度势，集中兵力打歼灭战。1939年10月后，日军对各根据地的“扫荡”不断升级，同时还派出兵力深入根据地腹地试图寻找八路军主力作战。日本华北方面军独立混成第2旅团一部会同日本华北方面军第110师、第26师全部及第3和第8混成旅各一部两万多人，在刚被授予中将军衔的阿部规秀指挥下，深入我晋察冀地区北岳区，企图打通涞源到易县的公路线，压缩八路军活动空间。临行前，阿部规秀在家信中表示：我们打仗的时候是最悠闲而且最有趣的，支那已经逐渐衰弱下去了，再使一把劲，就会投降。
11月2日，阿部规秀派遣日军第一大队和伪军1000多人兵分三路向我北岳分区进犯，西路向北石佛前出灰堡，西南一路出涞源经插箭岭奔袭走马驿，东路由十村宪吉率领经白石口向银坊镇攻击。八路军晋察冀军区第1军分区司令员杨成武向上级及友军通报敌情并制定了集中兵力打击东路敌军的作战设想。根据计划于涞源与银坊之间的雁宿崖地区设伏，由第1军分区游击第3支队将来犯之敌引至伏击区，第1团一部封锁峡谷北口，第3团一部守住峡谷南口，第1军分区的第1、第3团与第3军分区的第2团主力由峡谷东西两侧夹击。从3日清晨战至下午4时，八路军对深入之敌予以歼灭性打击，进犯的500多人除13人被俘外几乎全军覆没。另外两路日军被游击队第3支队一部和120师715团一部阻击后被迫撤回至插箭岭和涞源城。
诱敌深入，围点打援各个击破。在与日军的交锋中，我军指挥员逐渐摸清日军行动的特点，即每遇战败必会组织报复性反扑。针对日军可能的突然袭击，我军及时休整并制定了周密的应对计划。11月4日，急于挽回颜面的阿部规秀亲率第2旅团第2、第4营共1500余人，再次向银坊方向冒进，企图寻歼第1军分区主力。
5日晨，日军进至张家坟一带，遭到我军游击第3支队、第1团一部的节节抗击;第25团、游击第3支队各一部在涞源城东五回岭、浮图峪及灰堡、石佛一带不断袭扰日军。6日黄昏，日军在我军游击队的反复激惹、诱击下进抵黄土岭。7日晨，阿部规秀率部向上庄子、寨头方向小心前进，意图避开八路军主力，绕道返回涞源城，却在避退时进入八路军的伏击圈。杨成武较早计划于黄土岭狭谷地带伏击日军，部署第1团和第25团一部并炮兵连驻守寨头东南与西南高地，以第3团占领上庄子东南高地，第2团据守黄土岭东北高地，第120师特务团自黄土岭东南方向设伏。
至下午3时，正当日军完全进入峡谷伏击区时，预伏的八路军从正面和西、南、北三面发起猛烈攻击。日军慌乱中图谋抢占上庄子东北高地，并向寨头阵地反扑，敌我展开激烈的山地争夺战。下午4时左右，第1团指挥员陈正湘发现在黄土岭与上庄子之间的独立院落附近有日军指挥官活动，即令迫击炮连实施炮轰，炮连连长杨九坪目测射程，战士李二喜发射仅有的四发炮弹，击毙阿部规秀等高级军官。日本《朝日新闻》以《名将之花凋谢在太行山上》为题，哀叹：“中将级将官的牺牲，是没有这样的例子的。”
与此同时，驻涞源、蔚县、易县、唐县的日军分兵增援黄土岭，各县区游击队沿途袭扰以牵制增援日军。8日，5架日本军机掩护阿部规秀余部向上庄子西北方向突围，遭我军第1团和第25团一部拦截，第2团、第3团迂回追击溃逃司各庄方向的日军，后特务团也加入战斗。驻守保定、大同的日军与张家口的第2旅团余部闻讯向黄土岭进逼合围，综合考虑后，聂荣臻下令我军撤出战斗。
黄土岭战斗消灭了日军精锐部队900多人，缴获大量武器辎重，予侵略者以沉重打击，极大提振了全国军民的信心士气。
